杭州热成像吊舱 千里眼航空

今天我们来讲一讲P600室外无人机亮点功能之一“吊舱框选跟踪”。该平台配置USB接口的Q10F十倍变焦单光吊舱，并开发了其ROS驱动；通过机载系统中内置的KCF框选算法，基于*图像视觉实现对特定目标（人/车/其他无人机等…）的框选、与跟随。下面将分别从原理说明和实机操作两方面进行描述。

一、原理说明

1、KCF原理

KCF（Kernelized Correlation Filters）是一种鉴别式方法，这类方法一般都是在过程中训练一个目标检测器，使用目标检测器去检测下一帧预测位置是否是目标，然后再使用新检测结果去更新训练集进而更新目标检测器。而在训练目标检测器时一般选取目标区域为正样本，目标的周围区域为负样本，当然越靠近目标的区域为正样本的可能性越大。KCF相对于其他的tracking-by-detection方法速度得到了极大的提升，效果也相对较好。

多光谱相机目前操作方式，本质上还是由多个不同谱段的成像系统组合而成的，不同谱段的成像系统对不同的光谱光线成像组合成多光谱图像。多用在航空天文、尤其无人机的兴起，应用在包括了农业上的病虫害监测，土壤肥力，作物长势等等，同时也应用于一些水域污染的监测，总而言之是需求日益旺盛。

本质上是将需要成像的多光谱分割成好几个波段，一般可见光为一个到两个波段，紫外，红外一个波段，分详细点也可以，越细光谱精度越高，图像多光谱分辨精度也越高，但痛点是，热成像吊舱，一个光谱段对应一个镜头和滤光片，对同一胶片进行曝光，这样，这么多镜头数量，针对每个波段单独设计，成本不言而喻，而且镜头切换工程上也比较困难。

滤光轮相机，通过旋转安装在传感器或镜头前面的滤光轮中的滤光片来捕获多通道光谱图像。这种滤光轮通常可以支持多达 12 个波段。然后从多光谱图像估计每像素光谱反射率。基于滤光轮的相机的优点是每个波段的全空间分辨率，而且滤光片可以根据应用要求定制和更换。

该系统的缺点包括成像速度慢且耗时、图像配准复杂、几何失真不好校正等。此外，还存在系统中包含机械运动部件（电动轮）的问题，长时间使用会降低精度甚至损坏，因此需要定期维护或更换。

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